ارزیابی انواع روش‌های درون‌یابی به منظورپهنه‌بندی خشکسالی هواشناسی در دشت ساری-نکا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبخیزداری دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی

2 دانشیار گروه آبخیزداری دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان سنندج

4 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سردشت، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، سردشت

چکیده

     خشکسالی یک پدیدة طبیعی و قابل تکرار است که فرآیندهای مختلف زیست-محیطی را تحت تأثیر قرار داده است؛ به همین دلیل بایستی به طور گسترده مورد بررسی قرار گیرد. هدف از این تحقیق، بررسی وضعیت خشکسالی هواشناسی با به‌کارگیری چهار شاخص خشکسالیو همچنین انتخاب مناسب‌­ترین روش از میان روش‌­های مختلف درون‌­یابی به منظور پهنه­‌بندی خشک‌سالی در دشت ساری-نکا می‌­باشد. برای این منظور، از آمار 10 ایستگاه هواشناسی موجود در دشت ساری-نکاو چهار شاخص خشکسالیRAI، ZSI، CZI و PNPIجهت ارزیابی و تحلیل خشکسالی استفاده شد. نتایج نشان داد که مقادیر دو شاخص ZSI و CZI در تمامی ایستگاه‌­ها اختلاف چندانی با یکدیگر ندارند و تقریباً بر هم منطبق می­باشند و شاخص RAI تشابه بیشتری با شاخص PNI داشته است. همچنین نتایج نشان داد که در اکثر ایستگاه­‌ها بعد از سال 1377 خشکسالی هواشناسی شدت یافته است و شدیدترین خشکسالی­ طبق مقادیر به‌دست آمده از هر یک از شاخص‌­های خشکسالی در سال 1384رخ داده است. در نهایت بهمنظور ارزیابی روش‌­های مختلف درون‌­یابی جهت تهیة نقشه‌های پهنه‌­بندی خشکسالی، روش‌­های زمین­آمار کریجینگ ساده، معمولی، عکس فاصله با درجات 1 تا 5، تابع شعاعی و درون­‌یابی چند جمله‌ای کلی به‌کار گرفته شد. بر اساس دو معیار ارزیابیRMSE و MAE برای شاخص­‌های SPI،  ZSI و CZI روش کریجینگ ساده و برای شاخص PNPI روش تابع شعاعی به عنوان مناسب‌ترین روش از بین سایر روش‌های درون‌­یابی برای هریک از شاخص‌های مورد بررسی انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of interpolation methods to zoning drought in the plains Sari-Neka

نویسندگان [English]

  • Mahshid Karimi 1
  • Kaka Shahedi 2
  • Khabat Khosravi 3
  • Terifeh Edrisi 4
چکیده [English]

Drought is known as one of the environmental phenomena, and in fact an integral part of climate change that can occur in any geographic area (Mofidipoor et al., 2012 .( This phenomenon reveals its effects slowly and gradually, and its effects remain for long time and this is the feature that distinct it from other phenomena such as floods (Dai, 2010). Many indices have been offered to study drought such as Palmer index (Palmer, 1965), deciles method (Gibbs and Maher, 1967) and Standardized Precipitation Index (McKee et al., 1993). In general, the main objective of this study was to investigate the drought status in Sari-Neka plain using four indices including Rainfall Anomaly Index (RAI), Z-Score (Z), China Z-Index (CZI) and Percent of Normal precipitation Index (PNPI), as well as choosing the most suitable method among different interpolation methods and providing an appropriate model for drought zoning in the study area

کلیدواژه‌ها [English]

  • drought
  • Geostatistics
  • Kriging
  • zoning
  • Sari-Neka Plain

-         امیدوار، کمال؛ ابراهیمی، رضا و راستی، فاطمه (1393). ارزیابی برخی روش­های زمین آمار در پهنه­بندی شدت خشک‌سالی (مطالعه موردی مناطق شمال غرب و مرکزی ایران)، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال پنجم، شماره 17، صص.30-43.

-         حمیدیان­پور، محسن؛ سلیقه، محمد؛ فلاح قالهری، غلام­عباس (1392). کاربرد انواع روش­های درون­یابی به منظور پایش و تحلیل فضایی خشک‌سالی (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی)، جغرافیا و توسعه، سال یازدهم، شماره 30، صص. 57-70.

-         خشوعی اصفهانی، مهرداد؛ صفوی، حمیدرضا؛ زمانی، احمدرضا (1395). طراحی سیستم پایش خشک‌سالی بر اساس شاخص یکپارچه درحوضة آبریز زاینده‌رود، نشریه علوم آب و خاک(علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، شماره 75، صص. 27-43.

-         رحیمی، داریوش؛ موحدی، سعید؛ برقی، حمید (1388). بررسی شدت خشک‌سالی با شاخص نرمال بارش (مطالعة موردی استان سیستان و بلوچستان)،  مجلة جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال بیستم، شماره 4،صص. 43-56.

-         زمانی، رضا؛ آخوندعلی، علی‌محمد؛ سلیمانی، کریم؛ انصاری، فریده؛ اله­بخشیان، پژمان (1391). کاربرد زمین­آمار در پهنه­بندی شدت­های خشک‌سالی (مطالعة موردی: استان فارس)،پژوهشنامة مدیریت حوزة آبخیز، سال سوم،شماره 6، صص. 15-29.

-         سبزی­پرور، علی­اکبر؛ کاظمی، آزاده؛ معروفی، صفر؛ بذرافشان؛ غفوری، جواد (1389).  ارزیابی تطبیقی هفت نمایة خشک‌سالی هواشناسی با استفاده از روش تحلیل خوشه­ای، علوم و تکنولوژی محیط زیست، سال دوازدهم، شماره 1، صص. 96-111.

-         شایق، الهام؛ سلطانی، سعید (1389). مقایسه شاخص­های هواشناسی در استان یزد، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال پانزدهم، شماره 57، صص. 231-249.

-         شعبانی، محمد (1388). ارزیابی کاربرد روش­های زمین­آمار در پهنه­بندی شدت­های خشکسالی استان فارس، مجلة مهندسی آب، سال دوم، شماره 3، صص. 31-36.

-         قاسمی، محسن؛ اسلامیان، سید سعید؛ سلطانی، سمیه (1387). ناحیه­بندی و پایش خشک‌سالی هواشناسی در حوضة آبخیز کرخه با استفاده از شاخص­های بارش استاندارد و دهک­های بارندگی، پژوهش کشاورزی- دانشگاه‌های منطقه غرب، سال هشتم، شماره 3، صص. 23-37.

-         کاردان مقدم، حمید؛ خاشعی سیوکی، عباس (1391). پهنه­بندی در علوم آب با استفاده از زمین آمار، چاپ اول، انتشارات قدس رضوی، مشهد.

-         کریمی، ولی­الله؛ حبیب­نژاد، محمود؛ آبکار، علی­جان (1390). بررسی شاخص­های خشکسالی هواشناسی در ایستگاه­های سینوپتیک مازندران، فصلنامة علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال دوم، شماره 5، صص. 15-25.

-         کریمی­نظر، مریم؛ مقدم­نیا، علیرضا؛ مساعدی، ابوالفضل (1389).  بررسی عوامل اقلیمی مؤثر بر وقوع خشک‌سالی (مطالعة موردی: منطقه زابل)، مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، سال هفدهم، شماره 1، صص. 145-158.

-         مفیدی­پور، نازنین؛ بردی شیخ، واحد؛ اونق، مجید؛ سعدالدین، امیر (1391). بررسی رابطة خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوضة آبخیز اترک، پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، سال سوم، شماره 5، صص. 16-26.

-         میرموسوی، سید حسین؛ میریان، مینا (1390). کاربرد روش­های زمین آمار در مطالعات توزیع مکانی بارش (مطالعه موردی: استان کرمان)، نشریه علمی-پژوهشی جعرافیا و برنامه­ریزی (دانشگاه تبریز)، سال شانزدهم، شماره 38، صص. 153-178.

-          Akhtari, R., Morid, S., Mahdian, M.H. and Smakhtin, V) 2014( .  Assessment of areal interpolation methods for spatial analysis of SPI and EDI drought indices, International journal of climatology, Vol. 29,No.1, pp.135-125.

-          Dai, A (2010). Drought under globalwarming: a review. John Wiley & Sons,Ltd, WIREs Clime Change, DOI: 10.1002/wcc. pp. 81.

-          Gibbs, W. J. and Maher, J. V (1967). Rainfall Decilesas Drought Indicators, Bureau of MeteorologyBulletin, Commonwealth of Australia:Melbourne,Vol. 33, No. 48, pp. 84.

-  Jain, V. K.,  Pandey , R. P.,  Jain, M. K. and  Byun, H. R (2015).  Comparison of drought indices for appraisal of drought characteristics in the Ken River Basin, Weather and Climate Extremes, 8: pp.1–11.

-          Kendall, M.G. and Stuart, A (1977). The Advanced Theory of Statistics. Charles Griffin & Company, London, High Wycombe, pp. 400–401.

-          Mazar, N. and Nawas, M (2014).  Precipitation data interpolation for meteorological drought mapping in Pakistan, Pakistan Journal of Science, Vol 66, No. 4, pp. 356-361.

-          McKee, T.B., Doesken, N.J. and Kleist, J (1993).  Therelationship of drought frequency and durationto time scales, In Proceeding of the 8thConference on Applied Climatology, 17–22January Anaheim:California.

-  Palmer, W. C (1965).  Meteorological drought,Research Paper, U.S. Department ofCommerce Weather Bureau: Washington, DC,Vol 45, pp. 58.

-  Sivandi, A. and Gharehdaghi, H (2014).  Performance evaluation of  some meteorological drought indices in south of Khuzestan province and zoning IT using geographic information system (GIS), Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences, Vol 4 (S3), pp. 730-738.

-          Thomas, B., McKee, T. B., Doesken, N.J. and  Kleist, J (1993).  therelationship of drought frequency and durationto time scales, In Proceeding of the 8th Conference on Applied Climatology, 17–22January 1993, Anaheim: California.

-  Wanders, N., van Lanen, H.A.J. and van Loon, A.F (2010). Indicators for drought characterization on a global scale. Technical Report No.

-  Wilhite, D.A, and Glantz, M.H (1985). Understanding the Drought Phenomenon: The Role of Definitions. Water International Vol 10, No. 3, pp. 111–120.

-  Yang, W (2010). Drought analysis under climate change by application of drought indices and copulas. MSc Thesis, Civil and Environmental Engineering, Portland State University. pp.1-84.